【科技日报】DNA活字喷墨打印机“毕昇一号”研发成功
栏目:媒体报道 发布时间:2025-03-19
 ——习在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求  1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +  中国

  ——习在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

  1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

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  中国科学技术大学(简称“中国科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中国科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、Bsport体育登录兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  在大数据时代,全球数据量飞速增长,海量数据是推动AI发展的关键。然而,传统存储设备存在寿命短、能耗高、占用空间大等问题,难以满足日益增长的数据存储需求。DNA作为一种天然的存储介质,具有高密度、长寿命和低能耗的优势,被视为解决大数据存储难题的潜在方案。

  “然而,目前大多数DNA存储技术采用类似雕版印刷的设计策略,需要每次使用时重新合成DNA,不仅成本高,而且耗时长,限制了DNA存储技术的实际应用。”论文共同通讯作者、中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)研究员陈非说。

  为突破现有DNA存储技术的应用瓶颈,科研人员成功研发出新型DNA活字存储技术。该技术的核心是使用预制的短DNA片段,每个片段可以存储1字节的信息,然后像拼积木一样通过酶连接组装形成DNA活字块。这些DNA活字块既能直接保存在质粒中体外存储,也能借助大肠杆菌实现生物体内存储。

  为了进一步实现DNA活字的自动化存储,科研人员研制了名为“毕昇一号”的DNA打印机。这台设备能像喷墨打印机一样批量“打印”DNA存储活字块,成功实现了文本、图片、音频、视频等各类数字文件的高效存储和精准还原,解码准确率达到100%。“这一成果为DNA数据存储技术的未来发展提供了新的思路和范式,并有望在未来建立规模化、标准化、市场化的DNA活字存储全新生态系统。”陈非说。

  记者18日从中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)获悉,受我国古代活字印刷术启发,来自该所等单位的科研人员提出了一种经济高效的DNA活字存储方法,并成功研发出DNA活字喷墨打印机“毕昇一号”。相关研究成果作为封面文章发表于《先进科学》杂志。在大数据时代,全球数据量飞速增长,海量数据是推动AI发展的关键。然而,传统存储设备存在寿命短、能耗高、占用空间大等问题,难以满足日益增长的数据存储需求。DNA作为一种天然的存储介质,具有高密度、长寿命和低能耗的优势,被视为解决大数据存储难题的潜在方案。“然而,Bsport体育登录目前大多数DNA存储技术采用类似雕版印刷的设计策略,需要每次使用时重新合成DNA,不仅成本高,而且耗时长,限制了DNA存储技术的实际应用。”论文共同通讯作者、Bsport体育登录中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)研究员陈非说。为突破现有DNA存储技术的应用瓶颈,科研人员成功研发出新型DNA活字存储技术。该技术的核心是使用预制的短DNA片段,每个片段可以存储1字节的信息,然后像拼积木一样通过酶连接组装形成DNA活字块。这些DNA活字块既能直接保存在质粒中体外存储,也能借助大肠杆菌实现生物体内存储。为了进一步实现DNA活字的自动化存储,科研人员研制了名为“毕昇一号”的DNA打印机。这台设备能像喷墨打印机一样批量“打印”DNA存储活字块,成功实现了文本、图片、音频、视频等各类数字文件的高效存储和精准还原,解码准确率达到100%。“这一成果为DNA数据存储技术的未来发展提供了新的思路和范式,并有望在未来建立规模化、标准化、市场化的DNA活字存储全新生态系统。”陈非说。(原载于《科技日报》 2025-03-19 第03版)